放射光解析に基づく終端構造制御酸化物ヘテロ接合の界面エンジニアリング

基于同步辐射分析的可控终端结构氧化物异质结界面工程

• 批准号: 09J08463
• 负责人: 吉松 公平
• 金额: $ 1.34万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2009
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2009 至 2011
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-09J08463/
• 关键词: 光電子分光; 酸化物薄膜; 強相関電子系; 酸化物ヘテロ界面; PLD法

層状酸化物では、銅酸化物の高温超伝導に代表される異常物性が報告されている。これらの物質は、二次元的な伝導層が絶縁体のブロック層に挟まれ、強相関電子が伝導層に閉じ込められている。この層状酸化物では、伝導層の枚数が変化するに従い物性が変化することから、伝導層厚さを制御することが強相関低次元状態を理解する上で鍵となる。しかし、伝導層の厚さは数原子層程度と制限され、層状酸化物の電子状態を明らかにするだけでは、強相関電子の低次元状態を理解したとは言えない。そこで本年度は、典型的な強相関酸化物である三次元構造のペロブスカイト酸化物SrVO3(SVO)を極薄膜化することで、伝導層の厚さを自由に制御した強相関酸化物量子井戸構造を作製し、その電子状態を放射光光電子分光により明らかにした。V3d状態の角度分解光電子分光スペクトルからSVO膜厚増加に伴い、スペクトル上のピーク構造が高結合エネルギー側にシフトする、新たなピーク構造が出現する、といった様子が見られた。これらの振る舞いは金属量子井戸に典型的な現象であるため、ピーク位置の膜厚依存性の解析を位相シフト量子化則を用いて行った。その結果、計算値は実験値を良く再現し、強相関酸化物SVOにおいて金属量子井戸状態が実現していることが明らかとなった。この量子井戸状態の面内分散を調べるため、ΓXM面でのARPES測定を行った。Γ-X方向では、フラットなバンドとフェルミ準位をよぎるバンドの2種類あるのに対し、X-M方向では後者のバンドしか観察されなかった。計算との比較から、フラットなバンドはdyz軌道由来であり、分散したバンドはdzx軌道由来であると考えられる。一方、dxy軌道由来のバンドは量子化せず、その電子状態はバルクとほとんど変化していない。これら軌道による量子化の有無は、(001)方向の閉じ込めによりz方向に伸びた軌道のみが量子化されたためであり、d軌道の異方性を反映した軌道選択的量子化が起こっている。

Abnormal physical properties represented by layered acidified compounds and high-temperature ultrasonic conduction of cuprate compounds have been reported. The material and the two-dimensional conduction layer are contained in the dielectric layer and the strongly correlated electron conduction layer is closed. The number of stratified acidizing layers and conductive layers is changed. The physical properties are changed. The thickness of conductive layers is controlled. The relationship between the properties of stratified acidizing layers and the low dimensional states is analyzed. The thickness of the conductive layer is limited to several atomic layers, and the electronic state of the layered acid is clearly understood. The low-dimensional state of strongly correlated electrons is understood. This year, the typical strongly correlated acidifier SrVO3 (SVO) is extremely thin, and the thickness of the conductive layer is freely controlled. The structure of the strongly correlated acidifier quantum well is manufactured and its electronic state is emitted by photoelectron spectroscopy. V3d state of angular resolution photoelectron spectroscopy: increase of SVO film thickness, increase of SVO film thickness, increase A typical phenomenon of metal quantum wells is the analysis of film thickness dependence and phase quantization. The result of calculation is good reproduction, strong correlation acid SVO, metal quantum well state is realized. The in-plane dispersion of the quantum well state is modulated and the ARPES measurement is performed in the XM plane. The two types of positions in the X direction are opposite to each other, and the latter in the X direction is opposite to each other. Calculation of the origin of dyz orbits and dispersion of dyz orbits A square, dxy orbital origin, the quantum state, the electronic state, etc. The quantization of the orbit is reflected in the anisotropy of the orbit.

项目成果

酸化物量子井戸構造における強相関電子の量子化状態

氧化物量子阱结构中强相关电子的量子化态

• 发表时间: 2012
• 作者: H.Yokota;et al.;K.Yoshimatsu;古川智樹;K.Yoshimatsu;古川智樹・稲熊美保;M.Matvejeff;古川智樹;K.Yoshimatsu;古川智樹;吉松公平
• 通讯作者: 吉松公平

Yoshimatsu et al. Reply

吉松等人。

• 发表时间: 2009
• 期刊: Physical Review Letters 102
• 作者: H.Yokota;et al.;K.Yoshimatsu;古川智樹;K.Yoshimatsu;古川智樹・稲熊美保;M.Matvejeff;古川智樹;K.Yoshimatsu
• 通讯作者: K.Yoshimatsu

SrVO3の極薄膜化による低次元電子状態

超薄 SrVO3 薄膜的低维电子态

• 发表时间: 2011
• 作者: 吉松公平

Chemical stability and transport properties of ultrathin La_<1.2>Sr_<1.8> Mn_2O_7 Ruddlesden-Popper films

超薄La_<1.2>Sr_<1.8>Mn_2O_7 Ruddlesden-Popper薄膜的化学稳定性和输运性能

• 发表时间: 2009
• 期刊: Appl.Phys.Lett. 95
• 作者: N. Aoki;A. Burke;R. Brunner;R. Akis;R. Meisels;F. Kuchar;D. K. Ferry;Y. Ochiai;M.Matvejeff
• 通讯作者: M.Matvejeff

強相関酸化物薄膜における量子井戸状態

强相关氧化物薄膜中的量子阱态

• 发表时间: 2011
• 作者: 吉松公平;吉松公平
• 通讯作者: 吉松公平